Февральская естественнонаучная образовательная программа

Образовательная программа включала теоретические (лекции, семинары) и практические занятия в лабораториях по физике, химии и биологии.

Программа была направлена на равное изучение всех трех предметов, при этом были учтены профильные направления участников и подготовлены специальные программы: физика для химиков, физика для биологов, химия для физиков, химия для биологов, биология для физиков, биология для химиков.  

Экспериментальная работа предполагала ознакомление с экспериментальными навыками и методами в области физики, химии и биологии и решение практико-ориентированных задач (проектная работа).

В вечернее время школьники посещали образовательные лекции ученых и представителей высокотехнологичных промышленных компаний и корпораций, расширяющие общий кругозор, участвовали в тематических клубах.

Итоги представлены материалами и видеолекциями ведущих педагогов образовательной программы.

Гладилин Александр Кириллович «Химия и биология: на стыке наук»: В лекции речь идет об изучении основных процессов взаимодействия биологии – биохимии –химии, иммунохимических методах, методах выделения, разделения и очистки. Лектор рассказывает о фундаментальной науке – эпохе «омик»: геномике, транскриптомике, протеомике, метаболомике и отвечает на вопрос в чем заключается комбинация биомедицины и биотехнологии.

Попов Игорь Алексеевич «Современные физические методы исследования – методы молекулярной биофизики»: Лектор рассказывает об универсальности физических законов, взаимодействии электромагнитного излучения с веществом, радиоспектроскопии, оптической спектроскопии, лазерной физике и физике фотосинтеза и масс-спектрометрических методах исследования.

Рубцов Александр Михайлович «Гибернация и не только, или как разные животные адаптируются к низким температурам»: В лекции идет речь о различных способах адаптации к холоду, основных биохимических процессах, обеспечивающих устойчивость к низким температурам, о последствиях снижения температуры тела. Лектор отвечает на вопрос, кто такие «гибернаторы» и что происходит при гибернации.

Материалы недели «Биология» (11-16 февраля 2019)

Программа недели «Физики» включила в себя семь образовательных модулей. Каждый модуль длится один учебный день включает в себя: лекцию-семинар по теме текущего модуля (90 минут), экспериментальную лабораторную работу, выполняемую учениками в группах (90 минут) и завершающий семинар для обсуждения полученных результатов и подведения итогов модуля (90 минут). Лекционная и лабораторная части каждого модуля включают мероприятия по снижению вероятности травмирования обучающихся. Модули «Оптический пинцет» и «Количественные измерения в сложных системах» были объединены в один учебный день.

1. Оптический пинцет: техника и методы 

Модуль посвящен изучению явления оптического захвата микрочастиц и определению основных характеристик оптической ловушки. В ходе выполнения работы будет определена зависимость жесткости оптической ловушки от мощности лазерного излучения.

2. Электрические свойства тонких пленок

Модуль посвящен методам измерения удельной проводимости и концентрации носителей заряда в металлах. Кроме того, они познакомятся с эффектом Холла и научатся получать величину концентрации носителей, пользуясь этим эффектом. Теоретическая часть модуля будет посвящена стандартным задачам на закон Ома. Объектами исследований будут как «традиционные» металлы, так и графен и сетки из углеродных нанотрубок.

3. Вынужденные колебания пьезоэлектрических резонаторов

Модуль посвящен исследованию резонанса пьезоэлектрических пластин в средах с различными параметрами (вязкость, можно химический состав, температура, мелкодисперсные частицы и т.п.). Необходимо получить АЧХ резонатора помещенного в раствор. И по параметрам резонансной кривой определить вязкость среды. Работа допускает переконфигурирование в исследование распространения коротких импульсов в среде и вычисление скорости звука в среде.

4. Светорассеяние в растворах наночастиц

Модуль посвящен исследованию размеров наночастиц и кинетике их электролитной коагуляции по светорассеянию и интенсивности броуновского движения, лежащих в основе метода динамического светорассеяния, DLS. В качестве объекта будут получены наночастицы золота различного размера. Исследование будет проведено с помощью эффекта Тиндаля на оптическом ультрамикроскопе при использовании лазеров, работающих на различных длинах волн. Результаты экспериментов будут сопоставлены с измерениями на анализаторе размеров наночастиц Photocor.

5. Количественные измерения в сложных системах

Модуль посвящен экспериментальной работе учащихся по определению влияния различных комплексных факторов (свет различных длин волн, температура, интенсивность света) на интегральную активность биологических систем на примере фотосинтеза у зелёных растений. В рамках занятия проводится серия экспериментов методом всплывающих дисков-высечек из листьев в растворе бикарбоната натрия с добавкой ПАВ.

6. Физика тлеющего и коронного разрядов

Модуль посвящен исследованию основных характеристик тлеющего разряда: пробойного напряжения и ВАХ в зависимости от давления и расстояния между электродами.

7. Колебания струны и интерференция оптических волн

Модуль посвящен вопросам распространения волн в средах и явлению акустического и оптического резонанса. При выполнении работы «изучение колебаний струны» ученики познакомятся с явлением резонанса в струне. Затем явление резонанса будет проиллюстрировано на примере спектра отражения от тонких пленок оксила кремния и фоторезиста. Спектры будут сниматься в видимом диапазоне; толщина пленок варьируется от 300 до 700 нм.

К участию в конкурсном отборе приглашались учащиеся 9-10 классов из всех регионов России. Регистрация была открыта с 13 ноября по 5 декабря 2018 года. При регистрации школьники выбирали приоритетное направление обучения (физика, химия или биология).

Конкурсный отбор включал следующие испытания: первый тур — дистанционное тестирование по предметам, второй тур — оценка видеоролика, демонстрирующего навыки экспериментальной работы.

Результаты первого тура и список участников, перешедших во второй тур

Участники, перешедшие во второй тур, должны были соответствовать одному из следующих условий:

• общая сумма баллов не менее 22,
• балл за сумму двух предметов не менее 20,
• балл по физике не менее 8, при условии балла по химии не менее 3 и биологии не менее 8,
• балл по химии не менее 8, при условии балла по физике не менее 3 и биологии не менее 8,
• балл по биологии не менее 13, при условии баллов по химии и физике не менее 4.

Результаты второго отборочного тура

По итогам двух туров в каждом из направлений (биология, физика, химия) формировался единый ранжированный список участников. Он складывался из суммы баллов, полученных в первом туре — за профильный предмет, и во втором туре — за оценку видеоролика.

Сумма баллов по итогам двух туров

Проходные баллы были определены для каждого профиля программы:

• Химия: 22 балла,
• Физика: 20 баллов,
• Биология: 24 балла.

Подробнее о проведении первого тура

Дистанционное тестирование было проведено 8 декабря 2018 года. В ходе тестирования школьникам были предложены задания по всем предметам.

Регламент проведения дистанционного тестирования

Материалы дистанционного отбора. Биология

Материалы дистанционного отбора. Физика

Материалы дистанционного отбора. Химия

Подробнее о проведении второго тура

Видеоролик необходимо было загрузить не позднее 16 декабря. Видеоролик должен был проиллюстрировать экспериментальную работу автора в области химии, физики, биологии или в смешанных областях. Все эксперименты должен был проводить сам автор.

С критериями оценки и требованиями к оформлению видеоролика можно ознакомиться в п.п. 3.8, 3.9 Положения о программе.

В качестве примера правильно оформленных видеороликов представляем работы некоторых конкурсантов.

Физика

Биология

Химия

Положение о февральской естественнонаучной образовательной программе
Образовательного центра «Сириус»

1. Общие положения

1.1. Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения февральской естественнонаучной образовательной программы Образовательного центра «Сириус» (далее – образовательная программа), ее методическое и финансовое обеспечение.

1.2. Образовательная программа проводится в Образовательном центре «Сириус» (Образовательный Фонд «Талант и Успех») с 1 по 24 февраля 2019 года.

1.3. Для участия в образовательной программе приглашаются учащиеся 10 класса из образовательных организаций всех субъектов Российской Федерации:
•    успешно прошедшие дистанционный тур по физике, химии и биологии,
•    активно занимающиеся экспериментальной деятельностью в области физики, химии и биологии, а также смежных областях и представившие результаты своей работы.

К участию в образовательной программе могут быть допущены учащиеся 9 классов, прошедшие отбор по программе 10 класса.

1.4. Общее количество участников образовательной программы: до 150 человек. Из них до 50 человек по профильному направлению «Химия»; до 50 человек по профильному направлению «Биология», до 50 человек по профильному направлению «Физика»
Координационный совет может своим решением перераспределить квоты по предметам.

1.5. Для предоставления более широких возможностей в образовательной программе участвует не более 30 школьников из одного региона.

1.6. К участию в образовательной программе допускаются только граждане Российской Федерации.

1.7. Принять участие в образовательной программе могут только зарегистрировавшиеся школьники.

1.8. Персональный состав участников образовательной программы утверждается Экспертным советом Образовательного Фонда «Талант и успех» по направлению «Наука».

1.9. Научно-методическое и кадровое сопровождение осуществляют химический и биологический факультеты МГУ имени М.В. Ломоносова, Московский физико-технический институт и Центр Педагогического мастерства г. Москвы.

1.10. В связи с целостностью и содержательной логикой образовательной программы, интенсивным режимом занятий и объемом академической нагрузки, рассчитанной на весь период пребывания обучающихся в Образовательном центре «Сириус», не допускается участие школьников в отдельных мероприятиях или части образовательной программы: исключены заезды и выезды школьников вне сроков, установленных Экспертным советом Фонда.

1.11. В случае нарушений правил пребывания в Образовательном центре «Сириус» или требований настоящего Положения решением Координационного совета участник образовательной программы может быть отчислен с образовательной программы.

2. Цели и задачи образовательной программы
2.1. Образовательная программа ориентирована на знакомство с экспериментальными навыками и методами в области физики, химии и биологии, а также решение школьниками практико-ориентированных задач (проектов).

Проект является логическим продолжением практикума и имеет целью продемонстрировать учащимся возможность применения приобретенных знаний и навыков на практике.

2.2. Цели образовательной программы:

Развитие у школьников межпредметных связей в области естественных наук.

Развитие экспериментальных навыков в области естественных наук.

Развитие практико-ориентированного мышления и умения работать в коллективе в процессе выполнения практико-ориентированных задач.

2.3. Задачи образовательной программы:

- развитие навыков работы учащихся в области естественных наук и расширение их кругозора;

- развитие умений и навыков экспериментальной работы с объектами живой природы, веществами и материалами;

- развитие умений ставить перед собой задачи и самостоятельно их решать;

- формирование межпредметных связей путем реализации практико-ориентированных задач;

- популяризация науки.

3. Порядок отбора участников образовательной программы

3.1. Отбор участников осуществляется Координационным советом, формируемым руководителем Образовательного Фонда «Талант и успех», на основании требований, изложенных в настоящем Положении, а также общих критериев отбора в Центр «Сириус».

3.2. К участию в конкурсном отборе приглашаются учащиеся 9-10 классов образовательных организаций, реализующих программы общего и дополнительного образования, из всех регионов России.

3.3 Для участия в конкурсном отборе необходимо пройти регистрацию на сайте Образовательного центра «Сириус». Регистрация будет открыта с 13 ноября по 5 декабря 2018 года.

При регистрации школьник выбирает приоритетное направление обучения (физика, химия, биология).

3.4. Конкурсный отбор школьников включает следующие испытания: дистанционное тестирование и оценка видеоролика, демонстрирующего навыки экспериментальной работы конкурсанта в области химии, физики и биологии.

3.5. Дистанционное тестирование будет проведено 8 декабря 2018 года. В ходе дистанционного тестирования каждому школьнику будут предложены задания по всем предметам (химия, биология, физика).

Регламент проведения тестирования будет опубликован на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 6 декабря 2018 года. При подведении итогов учитываются результаты во всех трех предметах.

3.6. Видеоролик необходимо загрузить не позднее 16 декабря 2018 года. Экспертная комиссия рассматривает и оценивает видеоролики школьников, успешно прошедших дистанционное тестирование (не более 300 видео).

3.7. Видеоролик должен проиллюстрировать экспериментальную работу автора в области химии, физики, биологии или в смешанных областях. Все эксперименты проводит автор.

Каждый школьник прикрепляет к заявке ссылку на видеоролик.

3.8. Критерии оценки видеоролика:
1) представление: наличие и содержание названия, комментариев автора;
2) наглядность, научность, оригинальность;
3) наличие и содержание вывода;
4) соблюдение правил техники безопасности.

Не оцениваются сложность эксперимента, а также использование в нем современного научного оборудования.

3.9. Требования к оформлению видеоролика:
1) видеоролик обязательно имеет название и сопровождается рассказом или комментариями автора, в промежутках между комментариями возможно (но необязательно) использование музыкального сопровождения;

2) в конце видеоролика должен быть краткий вывод, произнесенный или зачитанный автором, а также указано место проведения эксперимента и перечислены все люди, принимавшие участие в его подготовке;

3) длительность видеоролика не менее 3 минут и не более 10 минут;

4) возможно проведение эксперимента в школьной или научной лаборатории, на открытом воздухе или в домашних условиях в присутствии родителей, педагогов или кураторов;

5) проведение эксперимента в условиях, угрожающих жизни и здоровью человека, не допускается. В случае нарушения правил техники безопасности по решению Координационного совета программы участник может быть дисквалифицирован.

6) видеоролик подается заявителем индивидуально, проведение эксперимента группой школьников не оценивается; в случае необходимости участия в подготовке роликов других школьников, автор ролика может быть только один, другие участники могут выполнять только функции ассистентов

3.10. По итогам конкурсных испытаний в каждом из направлений (биология, физика, химия) формируется единый ранжированный список участников отбора. Учащиеся 9 и 10 классов приглашаются на образовательную программу в соответствии с общим рейтингом по направлению.

3.11. Список школьников, приглашенных для участия в образовательной программе, будет опубликован на официальном сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 23 декабря 2018 года.

3.12. Учащиеся, отказавшиеся от участия в образовательной программе, будут заменены на следующих за ними по рейтингу школьников.

3.13. Ограничения на повторное участие в образовательных программах. В дополнение и в соответствии с опубликованными в общих критериях правилами, одновременное участие в данной программе и в следующих программах невозможно за исключением специального решения Экспертного совета Фонда:

Сентябрьская физическая программа 2018

Сентябрьская биологическая программа 2018

Мартовская физическая программа 2019

Апрельская химическая программа 2019

4. Аннотация образовательной программы

Все участники образовательной программы одинаковое число времени занимаются всеми тремя предметами, при этом будут учтены их профильные направления: будут подготовлены специальные программы (физика для химиков, физика для биологов, химия для физиков, химия для биологов, биология для физиков, биология для химиков).  

Образовательная программа включает в себя теоретические (лекции, семинары) и практические занятия в лабораториях по физике, химии и биологии, лекции и семинары ведущих преподавателей, по выбору – участие в выполнении проекта. Также предусмотрены спортивные и культурно-досуговые мероприятия, экскурсии по Олимпийскому парку и историческим местам города Сочи.

Помимо этого, в вечернее время школьникам предоставляется возможность посещать образовательные лекции, расширяющие их кругозор. Отдельно следует выделить лекции специально приглашенных ученых и представителей высокотехнологичных промышленных компаний и корпораций.

Экспериментальная работа предполагает ознакомление с экспериментальными навыками и методами в области физики, химии и биологии, а также решение школьниками практико-ориентированных задач (проект).

Проект является логическим продолжением практикума и имеет целью продемонстрировать учащимся возможность применения приобретенных знаний и навыков на практике. Проекты включают различные аспекты естественных наук, в том числе получение современных керамических материалов и изучение их свойств.

5. Финансирование образовательной программы

5.1. Оплата проезда, пребывания и питания школьников – участников образовательной программы – осуществляется за счет средств Образовательного Фонда «Талант и успех».